牛奶营养品质低下已成为我国奶业健康发展所面临的严峻挑战之一。乳脂肪和乳蛋白是决定牛奶营养品质的主要物质。牛奶营养品质受多种因素影响，其中神经内分泌因素对乳脂肪和乳蛋白含量具有重要的调控作用。生长激素（growthhormone, GH）和催乳素（prolactin, PRL）可以调控奶牛乳脂肪和乳蛋白前体物的生成、摄取和利用。而乳脂肪和乳蛋白前体物也可以通过直接或间接作用调控牛垂体组织泌乳相关激素的合成和分泌。为深入认识乳脂肪和乳蛋白前体物对奶牛GH和PRL合成和分泌的影响及机制，本研究建立了体外培养奶牛腺垂体细胞（dairy cow anterior pituitary cells, DCAPCs）的方法，研究了短链脂肪酸（short-chain fatty acids, SCFAs）、β-羟丁酸（β-hydroxybutyric acid, BHBA）、精氨酸和酪氨酸对DCAPCs中GH和PRL合成和分泌的影响及其分子机制，初步构建了调控乳脂肪和乳蛋白合成的营养与激素相互作用网络，以期为全面认知乳脂肪和乳蛋白合成关键物质代谢的神经内分泌调节机制提供参考。免疫组织化学法研究发现奶牛腺垂体组织中生长激素分泌细胞主要位于腺垂体侧翼区下缘，而催乳素分泌细胞主要位于腺垂体侧翼区上缘。取腺垂体侧翼区组织块，用含有0.3%I型胶原酶、0.1%透明质酸酶、0.01%DNA酶的无钙镁离子Hanks液消化3h后，获得的垂体细胞接种培养5d后可见形状规则的铺路石样上皮细胞，经免疫组织化学法鉴定可分泌GH和PRL，可以用于进一步试验。SCFAs可以与DCAPCs中的GPR41/43结合，活化抑制型G蛋白α亚基（inhibitory G protein alpha subunit, Gαi），抑制细胞内腺苷酸环化酶（adenylylcyclase, AC）活性，降低胞内cAMP含量，导致细胞内蛋白激酶A（protein kinaseA, PKA）活性降低，进而降低cAMP反应元件结合蛋白（cAMP response elementbinding protein, CREB）磷酸化水平，最终抑制GH基因转录。而磷酸化的CREB可能通过调节细胞内垂体特异性转录因子-1（pituitary-specific transcription factor-1, Pit-1）活性间接抑制GH和PRL基因转录。100ng/L剂量的百日咳毒素（pertussis toxin, PTX）预处理DCAPCs2h可部分逆转SCFAs的上述作用，证实SCFAs可以通过cAMP/PKA/CREB通路调节牛GH和PRL基因表达。此外，SCFAs可降低DCAPCs的细胞活性，这也是导致GH和PRL分泌量减少的原因之一。BHBA可以通过与DCAPCs细胞膜上的GPR109A相结合，激活Gαi蛋白，抑制AC的酶活性，下调胞内cAMP含量，降低PKA活性和CREB磷酸化水平，最终抑制GH的转录，并通过抑制Pit-1的合成来间接降低GH和PRL表达。此外，BHBA可以刺激MCT1的表达，活化低糖或无糖培养的DCAPCs中AMPK分子，并可能通过抑制mTOR功能减少GH和PRL mRNA的翻译，导致GH和PRL分泌量减少。精氨酸可在一氧化氮合成酶（nitric oxide synthase, NOS）的催化作用下生成NO，促进细胞外Ca2+内流，进而调节DCAPCs中GH和PRL的合成与分泌，且50-75mg/L的精氨酸促进GH、PRL合成与分泌效果最佳。酪氨酸可在酪氨酸羟化酶（tyrosine hydroxylase, TH）催化作用下代谢为多巴胺，并以自分泌或旁分泌的方式抑制DCAPCs中PRL合成和分泌。此外，本研究还借鉴相关研究资料和方法，初步构建了调控乳脂肪和乳蛋白合成的营养与激素相互作用网络，以期为深入研究乳脂肪和乳蛋白合成调控机制和改善牛奶营养品质提供科学依据。